固有频率计算

汽车·航空机的轻量化与振动对策：车体框架和飞机机翼为了轻量化而采用薄壁结构，但这降低了固有频率，增加了引擎振动或风涡（卡门涡）共振风险。通过CAE进行固有值分析，事先掌握危险模式，然后增加肋或减振器。

建筑物的抗震·抗风设计：高楼和长桥承受地震和风的周期性力。结构的基本固有频率（1次模式）不能与地盘卓越周期或风涡放出周期一致，透过形状改变或制振装置（减振器）来设计。这个工具教的「长度的影响」与建物高度规划直接相关。

精密机械·半导体制造设备：进行微细加工的设备，外部振动或内部马达振动会影响精度。设备本体和安装台（光学平台）的固有频率必须与周边振动源的频率充分分离，这叫「避谐调整」。这里讲的矩形膜振动适用于薄镜或基板设计。

乐器的音响设计：吉他琴体、钢琴共鸣板、太鼓的鼓皮，正是「膜」和「板」的振动。为了得到目标音色（频率特性），需要调整形状、张力和材料密度。用这个工具动画观看膜的模态形状，可以直观理解声音的「倍音」结构。

首先要明白，「计算出的固有频率不是绝对安全值」。这个工具假设理想的形状和边界条件。例如「双支持梁」指的是完全可以自由旋转的销支和滚支。实际结构往往拘束更强，导致实际振动数比计算值高。反之，螺栓连接松动会使振动数变低。CAE结果只是「参考」，原型验证测量不可少。

其次，材料常数输入错误非常常见。特别要注意单位混淆。杨氏模量E应以「GPa」输入，如果误用「MPa」，结果会差1000倍。密度ρ也应该是「kg/m³」，但如果从CAD数据计算质量时，要确认体积单位（mm³还是m³）。例如，钢的密度应输入7850 kg/m³。

最后，别只看1次模式就满足。如果外部力的频率比1次高，可能在2次或3次模式处共振。例如，旋转机械的问题频率往往是转速×叶片数（通过次数），可能在高阶模式。用这个工具的动画看清楚节点在哪里，考虑在那里安装减振器等对策。